Рабочий орган роторного траншейного экскаватора Советский патент 1992 года по МПК E02F3/18 

СО

с

изобретение относится к землеройным машинам непрерывного действия, в частности к роторным траншейным экскаваторам. Цель - снижение энергоемкости копания и уменьшение возникающих при разработке тяжелых и мерзлых грунтов динамических нагрузок. Ковши на роторе образуют группы и имеют гнезда крепления унифицированных по длине зубьев. Одно из гнезд на каждом ковше выполнено увеличенной высоты. Зубья с увеличенным и нормальным вылетами расположены на ковшах так, что относительно оси симметрии ротора образуют наклонные линии встречного направления с чередованием в линиях зубьев только увеличенного и зубьев только нормального вылетов, причем на роторе закреплено четное число,ковшей в группе. 1 з.п ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к землеройным машинам непрерывного действия, в частности к роторным траншейным экскаваторам, имеющим ротор с ковшами и установленными на них зубьями.

При создании роторных траншейных экскаваторов, особенно для разработки тяжелых и мерзлых грунтов, с одной стороны преследуется цель снижения энергоемкости копания, с другой стороны должна быть обеспечена минимальная динамика, возникающая при разработке этих грунтов.

В авт. св. № 105749 была предложена симметричная ступенчато-шахматная расстановка зубьев на ковшах ротора. Благодаря этой схеме на ковшах размещалось минимальное количество зубьев (например, по два на каждом ковше вместо применявшихся до этого 6-8). За счет этого значительно снижалось трение задних граней зубьев о грунт, возрастала доля окружного усилия, идущая на резание, грунт разрабатывался крупными ромбическими фракциями методом скола, что в целом значительно снижало энергоемкость копания.

Недостатком этого принципа разрушения грунта было то, что первый ковш имел один зуб, второй два симметричных сближенных зуба, третий - два симметричных разнесенных зуба, следующий - еще более разнесенные зубья, некоторые ковши имели только боковые зубья. В связи с этим возникала неравномерность нагрузки на ковшах и неравномерность заполнения ковшей грунтов, т.к. ковши, имеющие сближенные зубья, срывали увеличенный объем грунта, заполняющий весь промежуток между зубьями. Ковш, имеющий один зуб, имел малое

4 СЛ 00

чэ

усилие и не заполнялся гнутом, ковши только с боковыми зубьями, имеющими полубло- кированное резание, реализовывали большое усилие, но плохо заполнялись грунтом, В результате это приводило к повышенной динамике при разработке тяжелых и мерзлых грунтов и неравномерному заполнению ковшей. Тем самым нельзя было реализовать мощность экскаватора и из-за этого снижалась его производительность,

В дальнейшем эта расстановка была заменена несимметричной ступенчато-шахматной расстановкой по авт. св. Me 172243. При этой расстановке сохраняется минимальное количество зубьев на ковшах и тем самым минимальная энергоемкость копания. Все зубья расположены на ковшах на равных расстояниях друг от друга. Ковши с боковыми зубьями имеют также зубья в средней части забоя. Нет ковшей только с боковыми или только со средними зубьями. Благодаря этому обеспечивается равномерное заполнение ковшей грунтов и частично снижается динамика при разработке тяжелых и мерзлых грунтов.

Но эта расстановка также не решает проблемы максимального снижения динамических нагрузок на тяжелых и мерзлых грунтах.

Объясняется это тем, что при такой схеме количество подач ковшей с правой и левой сторон каждого зуба отличается на одну подачу. Это приводит к возникновению боковых нагрузок, раскачивающих рабочий орган, и создает динамические колебания всей машины.

Прототипом данного изобретения является изобретение по авт. св. № 804769.

В этом изобретении достигается дальнейшее снижение энергоемкости копания за счет того, что при двухгрупповой - два зуба в ряду (группа - количество ковшей, зубья которых, собранные условно на один ковш, перекрывают всю ширину забоя; ряд - окружность ротора, в которой установлен хотя бы один зуб) ступенчато-шахматной схеме расположения зубьев часть зубьев, образующих одну группу со ступенчатой схемой разрушения грунта, имеет увеличенный вылет. Таким образом, при разработке тяжелых и мерзлых грунтов, когда величина подачи зуба невелика, а также в нижней части забоя при всех подачах, т.е. при копании более легких грунтов, вследствие серповидного характера стружки, разрабатываемой зубьями, в работе участвует только одна группа зубьев (т.е. количество работающих зубьев уменьшается вдвое).

Это снижает энергоемкость копания. В то же время при разработке мягких грунтов в верхней части забоя, где подача увеличена, разрушение грунта происходит по двухгрупповой ступенчато-шахматной схеме, и благодаря этому можно работать на больших подачах, исключая резание грунта кромкой ковша.

Если же расстановку по авт. св. №

0 804769 рассмотреть в динамике и представить в виде сетки разрушения грунта зубьями с увеличенным вылетом, образующими одну группу, то можно увидеть, что она имеет яоко выраженный несимметричный ха5 раюер стружек, разрабатываемых каждым зубом. Величина подачи всех зубьев с одной стороны значительно меньше, чем с другой. Это приводит к возникновению еще больших, чем при просто несимметричной сту0 пенчато-шахматной схеме, боковых нагрузок, которые раскачивают рабочий орган и переходят в динамику всей машины.

Цель изобретения - снижение энергоемкости копания при одновременном

5 уменьшении возникающих при разработке тяжелых и мерзлых грунтов динамических нагрузок - достигается тем, что рабочий орган роторного траншейного экскаватора включает ротор с ковшами, образующими

0 группы, на которых зубья установлены по несимметричной ступенчато-шахматной схеме, Часть зубьев имеет увеличенный вылет.

Зубья с увеличенным вылетом образуют

5 самостоятельную ступенчатую схему. Ковши экскаватора имеют гнезда крепления унифицированных по длине зубьев, при этом одно из гнезд каждого ковша выполнено увеличенной высоты. Зубья с увеличен0 ным и нормальным вылетами расположены на ковшах так, что относительно оси симметрии ротора образуют наклонные линии встречного направления с чередованием в линиях зубьев только увеличенного и зубьев

5 только нормального вылета. На роторе установлено четное число ковшей в группе. При этом по оси симметрии ротора чередуются зубья с нормальным и увеличенным вылетами, которые являются вершинами наклон0 ных расходящихся линий расположения соответствующих зубьев.

На фиг.1 изображена схема расположения зубьев при двухгрупповой несимметричной ступенчато-шахматной схеме и двух

5 зубьях на ковше и одногрупповой ступенчатой симметричной схеме расположения зубьев с увеличенным вылетом по одному зубу на каждом ковше: на фиг,2 - схема разрушения грунта зубьями с увеличенным вылетом, которые образуют одногрупповую

ступенчатую схему, - т.е. показана работа предложенной схемы расположения зубьев.

На фиг.1 поз.1 - ковш, поз.2 -унифицированные зубья с нормальным вылетом, поз.З - расположенные в гнездах унифицированные зубья с увеличенным вылетом, поз.4 и 5 - наклонные линии встречного направления. В одних линиях 4 и 5 расположены только зубья нормального вылета, в других линиях 4 и 5 - зубья только увеличенного вылета. Количество ковшей 1 в группе - четное. Поз.6 - ось симметрии ротора, на оси симметрии расположены зубья 2 нормального вылета и зубья 3 увеличенного вылета. Эти зубья являются вершинами наклонных расходящихся линий 4 и 5, расположения соответствующих зубьев.

На фиг.2, как и на фиг.1, цифры вверху обозначают порядковый номер ковша, на котором установлены зубья с увеличенным вылетом. Цифры сбоку обозначают последовательность прохождения ковшей при вращении ротора. Поз.7 - ромбическая стружка, срезаемая средним зубом.

При сочетании двух движений - движения подачи экскаватора и вращательного движения ротора с ковшами - последовательное движение ковшей с данной расстановкой зубьев создает изображенную на фиг.2 сетку разрушения грунта каждым зубом.

На фиг.2 видно, что стружка, срезаемая зубьями с увеличенным вылетом (заштрихована в одну сторону), имеет с одной стороны (с левой) меньшее количество подач АВ, чем с другой (правой) стороны ВС. При этом зуб следующего ковша с увеличенным вылетом имеет меньшее количество подач ДЕ и увеличенное количество подач ДМ с противоположной стороны. Все ковши разделены на две половины относительно оси ротора.

Одна половина ковшей имеет уменьшенную и увеличенную подачи с разных сторон зуба, противоположные уменьшенной и увеличенной подачам с разных сторон зуба для другой половины ковшей.

Создается боковая симметрия приложения нагрузок.

Таким образом, при разработке тяжелых и мерзлых грунтов и в нижней части забоя при копании талых грунтов работают зубья, имеющие увеличенный вылет, образующие одну группу со ступенчатой схемой разрушения грунта (т.е. минимально возможное количество зубьев) и обеспечивающие минимальную энергоемкость копания.

При этом зубья с увеличенным вылетом разрабатывают грунт с симметричной относительно оси ротора разностью подач с правой и левой сторон зуба. Тем самым мак5 симально снижаются динамические воздействия на рабочий орган и машину в целом и появляется возможность использовать все возможности экскаватора исходя из минимальной энергоемкости копания и реализа0 ции всей мощности двигателя, производительность экскаватора повышается.

Таким образом, сочетаются положительные стороны всех прерыдущих расста5 новок и устраняются отрицательные факторы каждой из них.

Изобретение может быть осуществлено на всех серийных роторных траншейных экскаваторах, имеющих на каждом ковше по

0 два и более зубьев. При этом конструкция зуба и гнезд их крепления сохраняется без изменений. Зубья с увеличенным вылетом получаются за счет установки гнезд их крепления на подкладки соответствующей высоты.

5

Формула изобретения

Рабочий орган роторного траншейного экскаватора, включающий ротор с ковшами,

0 образующими группы, и установленными на них зубьями по несимметричной ступенчато-шахматной схеме относительно оси симметрии ротора и имеющей часть зубьев с увеличенным вылетом, образующих само5 стоятельную ступенчатую схему, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости копания и уменьшения возникающих при разработке тяжелых и мерзлых грунтов динамических нагрузок, ковши вы0 полнены с гнездами крепления унифицированных по длине зубьев, при этом одно из гнезд каждого ковша выполнено увеличенной высоты, а зубья с увеличенным и нормальным вылетами расположены на ковшах

5 так, что относительно оси симметрии ротора образуют наклонные линии разного встречного направления с чередованием в линиях зубьев только увеличенного и зубьев только нормального вылетов, при этом на роторе

0 закреплено четное число ковшей в группе. 2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что по оси симметрии ротора чередуются зубья с нормальным и увеличенным вылетом, которые являются вершинами на5 клонных расходящихся линий расположения соответствующих зубьев.

9 ff 2 ty # Z / К 43 Ј & & $ f &

, /.

L

г

j

9i 2l Mf74K/3 «0tfJ//

.c